JP2017077515A - 沈砂・沈殿池の圧力水噴射式集砂・集泥装置 - Google Patents

Abstract

【課題】噴射水の圧力（高圧、中圧、低圧）に関わらず、噴射水によって沈砂や汚泥が舞い上げられることを防止するとともに、効率よく集砂・集泥を行うことができるようにした沈砂・沈殿池の圧力水噴射式集砂・集泥装置を提供すること。
【解決手段】沈砂池１に、集砂トラフ２と、圧力水を噴射する集砂ノズル３とを備え、集砂トラフ２の上部の横断面形状を矩形に、下部の横断面形状を底面が半円形状のＶ字形に形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、下水道、上水道設備等の沈砂・沈殿池で使用される圧力水噴射式集砂・集泥装置に関するものである。

近年、下水道、上水道設備等の沈砂池において、高圧、中圧、低圧の噴射水による圧力水噴射式集砂装置が多く使用されるようになってきている（例えば、特許文献１参照。）。

ところで、この種の圧力水噴射式集砂装置は、噴射水の圧力（高圧、中圧、低圧）に関わらず、噴射水によって沈砂が舞い上げられ、水流に乗って後段のポンプ井、沈殿池等の水処理施設に流入して水処理、汚泥処理に支障を来す事例が報告されている。

特許第４７５４４６２号公報

この沈砂の舞い上げを防止する方法としては、噴射水の水圧によって以下の方法が採用されてきたが、いずれも完全な対策とはなっていなかった。

１．高圧式
高圧式は、図３に示すように、沈砂池１０１の底面１０２に設けた集砂ノズル１０３から噴射される高圧の噴射水（０．５９ＭＰａ以上）でピット１０４に向けて集砂を行い、ピット１０４に設けたジェットポンプ揚砂機１０５を用いて揚砂するものである。
高圧式は、このように、高圧の噴射水を使用するため、集砂力が強く、沈砂の堆積量が多い場合も使用可能であるという利点がある反面、高圧であることから沈砂を舞い上げる危険性は最も高い。このため、主に雨水沈砂池に使用され、降雨後流入がなくなった（水流がない）状態で集砂する方法が取られている。このため、常時流入し水流がある汚水沈砂池には使用できないという問題があった。

２．中圧式
中圧式は、図４に示すように、沈砂池２０１の底面に水流方向に沿って形成した集砂トラフ２０２に設けた集砂ノズル２０３から噴射される中圧の噴射水（０．０５〜０．３ＭＰａ）でピット２０４に向けて集砂を行い、ピット２０４に設けたピット集砂ノズル２０５、掘削ノズル２０６及び揚砂ポンプ２０７を用いて揚砂するものである。
中圧式は、沈砂池２０１の底面に集砂トラフ２０２を形成することにより、沈砂の舞い上がりを抑え、通水状態でも集砂可能としたものである。しかし、高圧式に比べ集砂力が弱く沈砂の堆積量が多い場合は使用できないという問題があった。

３．低圧式
低圧式は、図５に示すように、沈砂池３０１の底面に水流方向に沿って形成した中央トラフ３０２の上流側に設けた集砂ノズル３０３及び水流と直交する方向に形成した小トラフ３０４の上流側に設けた集砂ノズル３０５から噴射される低圧の噴射水（０．０００２〜０．００５ＭＰａ）でピット３０６に向けて集砂を行い、ピット３０６に設けた揚砂ポンプ３０７を用いて揚砂するものである。
低圧式は、低圧の噴射水を使用するため水中での集砂はできず、沈砂池３０１を締切り、排水後、水のない状態で集砂する。このため、常時流入し水流がある汚水沈砂池には使用できないという問題があった。

そして、上記沈砂池で使用される圧力水噴射式集砂装置の問題は、沈殿池で使用される場合も、同様に生じている。

本発明は、上記従来の圧力水噴射式集砂・集泥装置の有する問題点に鑑み、噴射水の圧力（高圧、中圧、低圧）に関わらず、噴射水によって沈砂や汚泥が舞い上げられることを防止するとともに、効率よく集砂・集泥を行うことができるようにして、沈砂や汚泥が後段の水処理施設に流入して水処理、汚泥処理に支障を来すことがないようにした沈砂・沈殿池の圧力水噴射式集砂・集泥装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の圧力水噴射式集砂・集泥装置は、集砂・集泥トラフと、圧力水を噴射する集砂・集泥ノズルとを備えた沈砂・沈殿池の圧力水噴射式集砂・集泥装置において、集砂・集泥トラフの上部の横断面形状を矩形に、下部の横断面形状を底面が半円形状のＶ字形に形成されてなることを特徴とする。

この場合において、前記集砂・集泥トラフの下部の底面の半円形状の直径が、集砂・集泥トラフの溝幅の１／４〜２／３に、Ｖ字形の角度が、４５°〜７０°に形成されてなるようにすることができる。

また、前記集砂・集泥トラフの上部に、所定の間隔をあけて、下方が集砂・集泥ノズルの水流方向に傾斜した複数の傾斜板を着脱可能に設けるようにすることができる。

また、前記傾斜板を、集砂・集泥トラフの上部より上方の水路内まで延設して設けるようにすることができる。

本発明の沈砂・沈殿池の圧力水噴射式集砂・集泥装置によれば、集砂・集泥トラフの上部の横断面形状を矩形に、下部の横断面形状を底面が半円形状のＶ字形に形成されてなるようにすることにより、特に、前記集砂・集泥トラフの下部の底面の半円形状の直径が、集砂・集泥トラフの溝幅の１／４〜２／３に、Ｖ字形の角度が、４５°〜７０°に形成されてなるようにすることにより、噴射水の圧力（高圧、中圧、低圧）に関わらず、効率よく集砂・集泥を行うことができるようにして、沈砂や汚泥が後段の水処理施設に流入して水処理、汚泥処理に支障を来すことがないようにすることができる。

また、前記集砂・集泥トラフの上部に、所定の間隔をあけて、下方が集砂・集泥ノズルの水流方向に傾斜した複数の傾斜板を着脱可能に設けるようにすることにより、沈砂・沈殿池の止水や排水をすることなく、通水中で流れがある状態でも、沈砂・汚泥の舞い上がりを防止して、集砂・集泥運転を行うことができ、沈砂や汚泥が後段の水処理施設に流入して水処理、汚泥処理に支障を来すことがないようにすることができる。

また、前記傾斜板を、集砂・集泥トラフの上部より上方の水路内まで延設して設けるようにすることにより、傾斜板の原理で沈殿効果を高め、集砂・集泥効率を向上することができる。

本発明の沈砂・沈殿池の圧力水噴射式集砂・集泥装置の一実施例を示し、（ａ）は正面縦断面図、（ｂ）は横断面図である。 本発明の沈砂・沈殿池の圧力水噴射式集砂・集泥装置の変形実施例を示し、（ａ）は正面縦断面図、（ｂ）は横断面図である。 従来の高圧式の圧力水噴射式集砂・集泥装置の一例を示し、（ａ）は正面縦断面図、（ｂ）〜（ｄ）は各種例を示す正面縦断面図及び横断面図である。 従来の中圧式の圧力水噴射式集砂・集泥装置の一例を示し、（ａ）は正面縦断面図、（ｂ）は横断面図である。 従来の低圧式の圧力水噴射式集砂・集泥装置の一例を示し、（ａ）は正面縦断面図、（ｂ）は横断面図である。

以下、本発明の沈砂・沈殿池の圧力水噴射式集砂・集泥装置の実施の形態を、図面に基づいて説明する。

図１に、本発明の沈砂・沈殿池の圧力水噴射式集砂・集泥装置を、沈砂池に適用した一実施例を示す。

この圧力水噴射式集砂装置は、沈砂池１に、集砂トラフ２と、圧力水を噴射する集砂ノズル３とを備えたもので、集砂トラフ２の上部の横断面形状を矩形に、下部の横断面形状を底面が半円形状のＶ字形に形成されてなるようにしている。

この場合において、集砂トラフ２の下部の底面の半円形状の直径Ｄが、集砂・集泥トラフの溝幅Ｗの１／４〜２／３（本実施例においては、約１／２。）に、Ｖ字形の角度θが、４５°〜７０°（本実施例においては、５５°。）に形成されてなるようにすることが好ましい。

集砂トラフ２は、コンクリートの打設面とすることもできるが、その表面を、例えば、鋼板、ステンレス鋼板、合成樹脂板、ＦＲＰ板等の表面が平滑な部材で、表面仕上げすることが好ましい。

集砂トラフ２の底面は、集砂方向（ピット（図示省略））に向かって、１／１００以上の勾配を設けるようにすることが好ましい。

集砂トラフ２の横断面形状を矩形に形成した上部に、所定の間隔をあけて、下方が集砂ノズル３の水流方向に傾斜した複数の傾斜板４を着脱可能に設けるようにする。
これにより、沈砂池１の止水や排水をすることなく、通水中で流れがある状態でも、沈砂の舞い上がりを防止して、集砂運転を行うことができる。

傾斜板４は、例えば、一定間隔、概ね５０ｍｍの間隔をあけて設けるようにする。
また、傾斜板４は、水平に対して、概ね４５°程度、下方が集砂ノズル３の水流方向（集砂方向）に傾斜して設けるようにする。
また、傾斜板４は、例えば、鋼板、ステンレス鋼板、合成樹脂板、ＦＲＰ板等の表面が平滑な部材で構成するようにする。

また、傾斜板４は、集砂トラフ２に固定設置するのではなく、例えば、グレーチングのように枠体４１に取り付け、集砂トラフ２に落とし込むようにすることで、着脱可能に設置する。
これにより、容易に集砂トラフ２から取り外すことができ、集砂トラフ２内の点検が可能な構造とする。

ここで、傾斜板４は、集砂トラフ２の横断面形状を矩形に形成した上部に収まる形状に形成しているが、し渣等の夾雑物が少ない沈砂池１においては、図２の変形実施例に示すように、集砂トラフ２の上部より上方の水路内まで延設して設けるようにすることもできる。
これにより、傾斜板の原理で沈殿効果を高め、集砂効率を向上することができる。

この圧力水噴射式集砂装置は、以下の作用効果を奏する。
１．集砂トラフ２の上部の横断面形状を矩形に、下部の横断面形状を底面が半円形状のＶ字形に形成されてなるため、沈砂が底面に集まることに加え、集砂ノズル３から噴射される水流が拡散されず有効に働くことから、集砂を効率よく行うことができる。
２．集砂トラフ２の横断面形状を矩形に形成した上部に、所定の間隔をあけて、下方が集砂ノズル３の水流方向に傾斜した複数の傾斜板４を設けることにより、止水、排水することなく、通水中で流れがある状態でも、沈砂の舞い上がりを防止して、集砂運転を行うことができる。
３．傾斜板４を着脱可能に設けるようにすることにより、集砂トラフ２から取り外すことで集砂トラフ２内の点検を容易に行うことができる。
４．傾斜板４は、水平に対して、概ね４５°程度、下方が集砂ノズル３の水流方向（集砂方向）に傾斜して設けるようにすることにより、傾斜板４上に堆積した沈砂は、傾斜による落下に加え、集砂の水流に引き込まれて傾斜板４間に発生する水流により、集砂トラフ２の底部に落下して残留することがない。
５．集砂ノズル３の水流による沈砂の舞い上げを抑制することができることから、集砂に使用する噴射水の圧力（高圧、中圧、低圧）に関係なく適用することができる。
６．傾斜板４を集砂トラフ２の上部より上方の水路内まで延設して設けるようにすることにより、傾斜板の原理で沈殿効果を高め、集砂効率を向上することができ、特に、沈殿池汚泥の集泥に効果を発揮することができる。

以上、本発明の沈砂・沈殿池の圧力水噴射式集砂・集泥装置について、該装置を沈砂池に適用した実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、例えば、沈殿池に適用できる等、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。

本発明の沈砂・沈殿池の圧力水噴射式集砂・集泥装置は、噴射水の圧力（高圧、中圧、低圧）に関わらず、噴射水によって沈砂や汚泥が舞い上げられることを防止するとともに、効率よく集砂・集泥を行うことができるという特性を有していることから、沈砂・沈殿池の圧力水噴射式集砂・集泥装置に好適に用いることができる。

１ 沈砂池（沈砂・沈殿池）
２ 集砂トラフ（集砂・集泥トラフ）
３ 集砂ノズル（集砂・集泥ノズル）
４ 傾斜板

Claims (4)

1. 集砂・集泥トラフと、圧力水を噴射する集砂・集泥ノズルとを備えた沈砂・沈殿池の圧力水噴射式集砂・集泥装置において、集砂・集泥トラフの上部の横断面形状を矩形に、下部の横断面形状を底面が半円形状のＶ字形に形成されてなることを特徴とする沈砂・沈殿池の圧力水噴射式集砂・集泥装置。
2. 前記集砂・集泥トラフの下部の底面の半円形状の直径が、集砂・集泥トラフの溝幅の１／４〜２／３に、Ｖ字形の角度が、４５°〜７０°に形成されてなることを特徴とする請求項１に記載の沈砂・沈殿池の圧力水噴射式集砂・集泥装置。
3. 前記集砂・集泥トラフの上部に、所定の間隔をあけて、下方が集砂・集泥ノズルの水流方向に傾斜した複数の傾斜板を着脱可能に設けるようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の沈砂・沈殿池の圧力水噴射式集砂・集泥装置。
4. 前記傾斜板を、集砂・集泥トラフの上部より上方の水路内まで延設して設けるようにしたことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の沈砂・沈殿池の圧力水噴射式集砂・集泥装置。

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